CTCS-3级列控车载系统(300S)介绍
ctcs-3级列控系统概述最新版本

BTS
OTE
BTS
OTE
车
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
车
车
车车
CTC车 车
车车
车车
车车
车车车车
车车车车
车车
车
CTC
车车车
车车 车车车
综合 车 修车
临时限速 操作终端
车车
车车
车车
车车车
车车
接口
车车车
车车车
车车车
车车车
临时限速服务器
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
ZPW-2000 车车车车
12. CTCS-3级列控系统统一接口标准,涉及安全的信息采用满足IEC 62280标准要求的安全通信协议。
13. CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、可维护性满足IEC
62280等相关标准的要求,关键设备冗余配置。
Juli 2003
CTCS-3级列控系统构成
CTCS-3级列控系统结构
制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。
Juli 2003
CTCS-3级列控系统主要技术原则
5. CTCS-2级作为CTCS-3级的后备系统。RBC或无线通信故障时
,CTCS-2级列控系统控制列车运行。
6. 全线RBC设备集中设置。 7. GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。 8. 动车段及联络线均安装CTCS-2级列控系统地面设备。 9. 300km/h及以上动车组不装设列车运行监控装置(LKJ)。
CTCS-2:最高速度300km/h,计算速度防护曲线,防止列车超速和越过危险点。
CTCS-2:发送进路信息,临时限速 CTCS-3:发送等级转换;用于列车位置校准
CTCS3列控车载系统介绍

CTCS3列控车载系统介绍CTCS3(China Train Control System Level 3)是中国高速铁路列控系统的第三代标准,是一种高度自动化的列车控制系统。
CTCS3系统以CTCS2为基础进行了进一步的改进和优化,引入了更多的先进技术和功能,提高了铁路运营的安全性、精确性和效率。
该系统于2024年开始投入使用,并已广泛应用于中国高速铁路网络中。
CTCS3系统的核心组成部分为列车位置信息系统(TrainPositioning System, TP)和列车运行控制系统(Train Operation Control System, TOC)。
TP系统负责实时监测列车的位置和速度,并向TOC系统提供运行参数。
TOC系统根据接收到的列车位置信息和运行参数,进行列车的自动控制和调度。
CTCS3系统采用了多种先进的技术来实现高效的列车控制。
其中之一是区段自动闭塞(Automatic Block System, ABS),通过电子信号和车载设备的配合,使列车能够在不同的区段之间自动切换。
这种自动闭塞技术可以大大提高列车的运行效率和安全性。
此外,CTCS3系统还引入了列车自动保护系统(Automatic Train Protection, ATP),用于监测列车的运行状况和环境条件,并在必要时发出紧急停车指令,保证列车的安全和乘客的安全。
总之,CTCS3(China Train Control System Level 3)是中国高速铁路列控系统的一种高度自动化的控制系统。
通过引入先进的技术和功能,该系统提高了中国高速铁路的安全性、精确性和运行效率。
通过实现高速列车的自动驾驶和运营控制,CTCS3系统为中国高速铁路的发展做出了重要贡献。
CTCS-3列控系统及车载设备介绍-PPT课件

系统接口组
仿真测试 实验室
国产化制 造小组
GSM-R 接口小组
通号集团专家团队(支撑)
目录
1 2 3 4
CTCS-3列控攻关背景
CTCS-3列控系统介绍
CTCS-3列控车载设备介绍 CTCS-3列控车载模式介绍
CTCS-3列控系统介绍—CTCS列控系统分级
CTCS-4 CTCS-3 CTCS-2 CTCS-1 CTCS-0
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
ZPW-2000 车车车车
轨旁 电子单元
车车 车车
CTC车 车 车车车车
车车 车车车车
车车 车车
车车车 车车车车
车车 车车 信号集中监测数据通信以太网 列控中心安全数据通信局域车
车车 车车
车车 车车车车
CTC车 车 车车车车
车车 车车
信号安全数据通信以太网 调度集中数据通信以太网
Profibus RS-485
车车车 车车车
车车车车车
车车
PG
车车
PUC
CAU
车车车车车车车车
车车车车车车车车 车车车车车车车
车车 车车车
车车 车车车
车车车车 车车
BTS
OTE 车车 车车
CAU PUC
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
车 车 车 车
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
CTCS-3列控系统介绍—主要技术原则
( 5 ) CTCS-2 级作为 CTCS-3 级的后备系统。无线闭 塞中心或无线通信故障时, CTCS-2 级列控系统控制 列车运行。
CTCS-3列控系统及车载设备介绍~资料

图例 停车标志牌 无源应答器 有源应答器
CTCS-3级列控系统总体结构包括:地面设备、车载设备、GSM-R无线 通信网络、信号数据传输网络四部分。
CTCS-3列控系统介绍—主要技术原则
(1)CTCS-3级列控系统满足运营速度 350km/h、最小
追踪间隔3分钟的要求。
(2)CTCS-3级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行,
GSM-R 无线网络
调度中心 CTC
无线闭塞中心 RBC
列控中心
车站联锁
ZPW 2000 轨道电路 轨道电路
LEU LEU
地面应答器
CTCS-3列控系统介绍—系统总体结构
车 载 设 备
司机操纵台及常用制动接口 输入 接口 输出 接口 车载安全计算机 C3 控制单元 C2 控制单元 MVB 车载安全计算机 C2 控制单元 C3 控制单元 测速 单元 轨道电路信 息接收单元 应答器信息 接收模块
CTC车站 自律分机
车站 列控中心
微机 监测
中继站 列控中心
微机 监测 信号集中监测数据通信以太网
微机 监测
车站 列控中心
CTC车站 自律分机
车站 联锁
列控中心安全数据通信局域网 信号安全数据通信以太网 调度集中数据通信以太网
CTC
行调台 维修 中心 其他 调度台 综合 维修台
TSR
临时限速服 务器
PG
GSM-R 电台
DMI
DMI MVB 列车转换网关
测速模块 测速 单元
紧急制动接口
无线通信模块 通信 接口 单元 通用 加密 单元
Profibus RS-485
记录器 应答器信息 接收模块 CAU 轨道电路信 息接收单元
C3列控系统介绍

CTCS-3级列控系统介绍2008年9月目录一、CTCS-3级列控系统的系统结构 (2)1系统概述 (2)2系统结构 (3)2.1CTCS-3级列控系统总体结构图 (3)2.2CTCS-3级列控系统地面设备总体结构图 (4)2.3CTCS-3级列控系统车载设备总体结构图 (5)3系统设备组成及功能描述 (1)3.1列控车载设备 (1)3.2RBC (7)3.3GSM-R通信网络 (8)3.4信号数据传输网络 (8)3.5TCC (9)3.6轨道电路 (9)3.7应答器与LEU (9)3.8车站联锁 (10)3.9临时限速服务器及操作终端 (10)3.10CTC (10)3.11信号集中监测 (10)3.12信号电源 (10)二、CTCS-3级列控系统运营需求 (11)1主要技术原则 (11)2主要工作模式 (12)2.1完全监控模式(FS) (12)2.2目视行车模式(OS) (12)2.3引导模式(CO) (12)2.4调车模式(SH) (13)2.5隔离模式(IS) (13)2.6待机模式(SB) (13)2.7休眠模式(SL) (13)2.8部分监控模式(PS) (13)2.9机车信号模式(CS) (14)2.10模式转换 (15)3主要运营场景 (17)3.1注册与启动 (17)3.2注销 (18)3.3进出动车段 (19)3.4等级转换 (20)一、CTCS-3级列控系统的系统结构1系统概述CTCS-3级列控系统包括地面设备和车载设备。
地面设备由RBC、TCC、ZPW-2000(UM)系列轨道电路、应答器(含LEU)、GSM-R通信接口设备等组成;车载设备由车载安全计算机(VC)、GSM-R无线通信单元(RTU)、轨道电路信息接收单元(TCR)、应答器信息接收模块(BTM)、记录单元(JRU/DRU)、人机界面(DMI)、列车接口单元(TIU)等组成。
RBC根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可,并通过GSM-R 无线通信系统将行车许可、线路参数、临时限速传输给CTCS-3级车载设备;同时通过GSM-R无线通信系统接收车载设备发送的位置和列车数据等信息。
CTCS-3级列控系统概述

电 力系统 统
远程监控系列控系统
联 锁 系统 统
调 度 统集 中 系
集 中 监 测 系通 信 系 统
总 成
车 体
转 向 架
牵 引 系 统
制 动 系统 统
列 车 网 络 系运 输 计 划
运 行 管 理
车 辆 管 理
供 电 管 理
客 运 调 度
综 合 维 修
票 务系统 统
旅市 客场 划服 理营 务销 系策
GSM-R 电台
动态监测 装置
DMI-1 DMI-2
列车转 换网关
司法记 录器
车载设备
输出 接口 MVB总线
+
输入
接口
动车组
C3 控制单元
测速智能 单元
C2 控制单元
车载安全计算机
应答器 信息接 收模块
CAU 应答器天线
ProfiBus总线 RS-485总线 MVB总线
C2 控制单元
测速智能 单元
C3 控制单元
客 运 组 织 管
维修体系
➢ 工务工程、动车组和列控系统是客运专线系统的三大核心技术。
➢ 列控系统是保证高速列车运行安全、有序、高效的关键。
整理ppt
3
一、系统背景——列控系统
➢ 列控系统是确保行车安全的信号系统,包括地面设 备和车载设备。 ➢ 地面设备提供线路信息、目标距离和进路状态。 ➢ 车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线。
整理ppt
6
一、系统背景——中国列车运行控制系统
参照开放、统一的欧洲列车运行控制系统 (ETCS)规范和国外高速铁路列控系统运用经 验,结合我国铁路运输特点,遵循全路统一规 划的原则,铁道部确定构建符合中国国情路情 的中国列车运行控制系统(CTCS)技术体系。
CTCS-3级列控车载系统介绍

三、车载系统体系结构
CTCS-3车载设备的结构是基于2X2取2的结构。 每个安全模块(例如ERTMS/EVC模块、BTM模块、 TMM模块、CTCS2模块)均按照2X2取2的结构设 计和实施。 每个安全模块组成一个故障安全区 为了保证可用性,ALA机柜包含2套独立的安全模 块 每个安全模块均由主模块和备有模块组成
2018/8/2 22
车载系统构成
车载机柜:包含ALA机柜及相关子系统 ALA机柜:包含EVC、RIM, TMM,和CTCS单元模块 1、EVC:执行CTCS-3逻辑功能的安全计算机; 2、TMM:实现列车的接口及转速转矩功能; 3、RIM:通过移动终端与无线网络连接 4、C2单元:实现CTCS2逻辑功能,同时与DMI、 CTCS2传感器接口并处理轨道电路信息
2018/8/2 18
紧急停车区域
如果紧急停车区域处于激活状态,联锁装 置会向RBC发送报告。 紧急停车区域可以是无条件的,也可以是 有条件的。如果是无条件,RBC会向每一 列到达那里的列车发送紧急停车消息。如 果是有条件的,只有接近该区域的列车才 会收到紧急信息。已经到达那里的列车应 该离开该区域(可能是隧道内起火或出现 烟气)。
Odometric sensors
antenna
antenna
2018/8/2
25
车载系统构成
Diagnostic & Configuration Interface Micro A Micro B RS232
GSM-R MT
RS232 Igsm V24
ALA SSB
ALM
(ATC Logic Module)
CTCS-3级列控系统可靠性分析与评价

CTCS-3级列控系统可靠性分析与评价CTCS-3级列控系统可靠性分析与评价1. 介绍CTCS-3级列控系统是一种先进的铁路自动列车控制系统,它被广泛应用于高速铁路线路中。
本文将对CTCS-3级列控系统的可靠性进行详细的分析与评价。
2. CTCS-3级列控系统的工作原理CTCS-3级列控系统通过信号、通信和计算机技术实现列车的自动控制和监测。
它包括车载设备、线路设备和控制中心三个主要组成部分。
车载设备负责实时监测列车运行状态、接收指令并控制列车运行;线路设备负责发射信号、接收车载设备信息并与控制中心通信;控制中心负责监测线路设备状态、生成控制指令并下发给车载设备。
3. CTCS-3级列控系统的可靠性特点CTCS-3级列控系统具有以下几个可靠性特点:(1) 高度自动化:系统减少了人为操作的干预,能够有效地避免人为错误带来的风险;(2) 实时性要求高:系统需要在列车高速运行中实现实时的数据传输和命令下发,要求系统具备较高的实时性和及时性;(3) 复杂性高:系统涉及到复杂的硬件和软件组件,每个组件之间都有相互作用和影响,增加了系统故障的可能性;(4) 异常环境影响:系统在各种恶劣的环境下运行,例如极端天气、电磁干扰等,需要具备一定的抗干扰能力。
4. CTCS-3级列控系统的可靠性分析方法可靠性分析是评估系统在预定工作条件下正常运行的概率和故障率的过程。
针对CTCS-3级列控系统的可靠性分析,可以采用以下方法:(1) 故障树分析:通过建立系统故障树,分析系统每个组件的故障模式,进而计算系统的失效概率;(2) 事件树分析:通过建立系统事件树,分析系统在各种故障事件发生时的应对措施和后果,评估系统的可靠性水平;(3) 仿真模拟:通过建立系统的数学模型,模拟系统的运行过程,并通过大量的仿真实验评估系统的可靠性性能。
5. CTCS-3级列控系统可靠性评价指标CTCS-3级列控系统的可靠性评价指标包括以下几个方面:(1) 故障率:系统在单位时间内发生故障的数量,用来衡量系统的抗干扰能力和寿命;(2) 可用性:系统处于正常工作状态的时间比例,是衡量系统连续可靠运行能力的重要指标;(3) 平均修复时间:系统故障发生后恢复正常工作所需的平均时间,是评估系统可靠性的重要参考;(4) 平均故障间隔时间:系统连续运行的时间段中发生故障事件的平均时间间隔。
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WDOU 看门狗和关键输出
2014-4-23 27
TMM
NORMAL RESERVE
IDVI
2014-4-23
关键数字输入
28
TMM
NORMAL RESERVE
MULE 关键和非关键数字输入和输出,RS485半双工串行线路。
2014-4-23 29
TMM
NORMAL RESERVE
TACU 测速变送器输入
GSM-R MT
RS232 Igsm V24
ALA SSB
ALM
(ATC Logic Module)
TMM
(Train Management Module)
ERTMS
RIM
(Radio Interface Module)
BTM
(Balise
Transmission Module)
MVB CTODL N R
2014-4-23 23
TMM
NORMAL RESERVE
AL24V 24V电源
2014-4-23 24
TMM
NORMAL RESERVE
MVBV
MVB总线接口
2014-4-23 25
TMM
NORMAL RESERVE
CPU2 中央处理单元
2014-4-23 26
TMM
NORMAL RESERVE
DMI DMI
Diagnostic RS232
RIM (Normal and Redundant)
MODULE
CPU2
RIME
TMM (Normal and Redundant)
WDOU
RSS MT MT
TCR
MULU
Diagnostic RS232 Diagnostic RS232
MVBV
MULE
2014-4-23 30
TMM
NORMAL RESERVE
MULU 非关键数字输入和输出,RS485半双工串行线路
2014-4-23 31
与列车接口
TMM单元 包含信息: 紧急制动EB 驾驶台开启; 常用制动NB 牵引; 制动; 方向前; 方向后; 零位。 后期增加远端驾驶台开启信号共同完成休眠(SL)模式。
2014-4-23
18
JRU
JRU模块(司法记录仪)用于记录从ERTMS/EVC模块 获得的按照适用标准所定义的事件。如标准中所要求的, 分析运行过程中发送的情况所必需的信息应记录在JRU 内。 该模块同时通过GPS向TMM提供标准时间。 该模块也用于记录CTCS2中的数据信息。
2014-4-23
2014-4-23
9
车载系统构成
电源分配盘:包含断路器、开关和接插件的 电源分配盘 BTM:应答器传输模块,包含主和备BTM, 每一个带一个天线 列车接口单元TIU:用于对车体的采集和输 出接口 DMI:包含主和备DMI,均安装在驾驶台上。 JRU:司法记录仪,用于记录系统运行的信 息
2014-4-23 3
系统总体结构示意图
车 载 设 备
RSS DMI Profibus MVB 应答器信息 接收模块 CAU 应答器接收天线 C2 控制单元 C2 控制单元 应答器信息 接收模块 CAU 应答器接收天线 列车管理 模块
紧急制动
PG PG PG PG
RSS 无线接口 模块
JRU
DMI
速度 传感器
速度
BTS
OTE 车载 设备
CAU PUC
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
地 面 设 备
轨旁 电子单元
ZPW- 2000 轨道电路
轨旁 电子单元
ZPW- 2000 轨道电路
ZPW- 2000 轨道电路
轨旁 电子单元
车站 联锁
CTC车站 自律分机
车站 列控中心
微机 监测 集中监测数据通信以太网 列控中心安全数据通信局域网 RBC/联锁安全数据通信以太网 调度集中数据通信以太网
(RedundantRedundant Diagnostic RS232
Odometric sensors
Antenna
EMERGENCY BRAKE INTERFACE Main braking pipe
2014-4-23
Train battery
CTODL Normal CTODL Redundant
Antenna
14
RSS
2014-4-23
15
RSS
RSS模块(GSM-R电台子系统)与RIM配合来负责实现与地面无线系统 的GSM-R无线连接。RSS模块包含移动终端、电源和滤波器来实现GSMR调制解调器功能。它与放置在轨道车辆车顶上的GSM-R天线相连。
中继站 列控中心
微机 监测
微机 监测
车站 列控中心
CTC 车站 自律分机
车站 联锁
郑州铁路局既 有TDCS设备 电务段 RBC远程 操作终端
CTC分界口 通信服务器 维修调 度台 TSR接口 服务器 RBC接口 服务器 通信接口 服务器
GSM-R
临时限速 服务器 临时限速 维护终端 RBC本地 操作终端 RBC 监测接口 服务器
2014-4-23
32
过分相处理
300S型ATP执行过分相信息,控制列车自动过分相
TACU
CPU2
IDVI
Norm. and Redundant CTCS sensors
JRU
BTM
(Normal)
MVB Train Interfaces EMERGENCY BRAKE INTERFACE
POWER SUPPLY DISTRIBUTION PANEL
BTM
Diagnostic RS232
2014-4-23
21
ALA cabinet
CONNECTIONS
TMM NORMAL RIM, EVC, ALM (TCR)
2014-4-23
RESERVE
FANS
22
TMM
该模块包含在ALA机柜内,实现与列车的功能接口。而且,它计算和控制列车的 参数(时间基准、覆盖的距离、速度、加速度)和其它辅助功能。从功能角度上 看,实施的功能如下: 时钟控制 运行距离和速度计算 与机车的接口 该模块由以下板件组成: CPU2板 – 中央处理单元 WDOU板 – 看门狗 + 4个安全数字输出 IDVI板 – 12个安全数字输入 TACU板 – 4个双通道光磁编码器的测速接口 MULU板 – 多功能卡,带有16个非安全数字输出、4个继电器触点式数字输出、 4个速度可达115Kbps的HD RS485串行端口、6个非安全输入、4个风扇的诊断 电路和2个过热传感器。 MULE板 – 多功能卡,带有4个非安全数字输出、1个安全数字输出、1个继电 器触点式数字输出、3个速度可达115Kbps的RS485 HD串行端口、8个非安全 数字输入和3个安全数字输入。 MVBV板 – 同MVB车辆总线的网关。
ALA CABINET(each module is duplicated: one Normal and one Redundant)
WDRS
CPUE
车载系统构成
EVC (Normal and Redundant)
CTCS2 (Normal and Redundant)
CPU2
Diagnostic RS232
GSM-R无线电台-车载的GSM-R电台将提供两个数据通道,这样ETCS-2 从一个RBC区域转换到另一个RBC区域时, 可同时连接两个RBC(自动交 权功能)。
2014-4-23
16
Balise Transmission Module (BTM)
2014-4-23
17
JRU
JRU(司法记录组)负责记录所有重组车上具有法律效力的事件的必要信息。 JRU通过MVB总线同TMM连接。
Diagnostic RS485
PROFIBUS RS485
N R
ERTMS DMI DMI
(Driver Machine Interface) (Driver-Machine Interface Module)
Redunded Architecture for Availability
13
2014-4-23
2014-4-23
5
车载系统总体描述
列车的主控系统将适配两种类型的车辆,为8或16车编组 列车。 车载设备以冗余方式配置。安装在列车的每一端。 也就 是,每列车都装备有两套独立的车载设备。 CTCS2功能能够保证列车在国内C2区段内正常行驶 在装备有CTCS-3的区域内,对列车的监控是由CTCS-3车 载设备单元完成的;而在装备由CTCS2的区域里,对列车 的监控由CTCS2车载设备单元来完成。
CTCS-3列控车载系统 介绍
2014-4-23
1
主要内容
一 二 三 四 五 六
缩略语 列控系统总体描述 车载系统体系结构 车载系统构成 车载系统功能 车载系统控车模式
2014-4-23
2
一、缩略语
RBC :无线闭塞中心(radio black centre) RIM :无线接口模块(radio interface module) TIU:列车接口单元(train interface unit) TMM:列车管理模块(train management module) RSS:无线子系统(radio sub system) DMI:人机接口(driver machine interface) ALA: ATP逻辑设备(ATP logic apparatus) JRU:司法记录单元(juridical recorder unit)